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第四单元 选择结构程序设计
问题引入:
在现实生活中,不可能事事都是顺序执行的,往往会根据不同情况进行不同处理。如遇到十字路口,我们会根据目的地的方向,选择向左走还是向右走;我们会通过判断天气情况,选择去郊游还是留在家里。编写程序就是模拟和解决生活中可能会遇到的问题,因此在C语言中,有一种结构语句称作选择结构或称作分支结构,是结构化程序设计的三种基本结构之一。选择结构使程序具备根据不同的逻辑条件进行不同处理的功能,可以对给定的条件进行判断,并根据判断结果执行不同的语句序列。
在大多数结构化程序设计问题中读者都将遇到选择问题,因此熟练掌握选择结构进行程序设计是我们必须具备的能力。本单元的五个典型任务讲解和分析了在C语言程序中选择结构的程序设计方法。
知识目标:
1.掌握关系运算符和关系表达式书写规则
2.掌握逻辑运算符和逻辑表达式书写规则
3.了解选择结构程序的基本概念
4.熟悉实现选择结构的方法
技能目标:
1.能够运用if语句进行选择结构程序设计
2.能够运用多分支选择结构程序设计
3.能够运用switch语句进行多分支选择结构设计
4.能够运用条件运算符表示选择结构
任务1:身高预测——简单if 语句的运用
通过编程解决问题一般需要数据输入、数据处理和数据输出三个顺序步骤,但是在实际问题中,程序的逻辑并非完全是顺序的,常常会碰到一些要做选择的事情,程序执行时常通过条件来决定往下执行的流程,若满足条件执行一个流程,若不满足条件则执行另一个流程,这种结构称为选择结构或称分支结构。那么在选择结构程序设计过程中,选择条件如何表达,依据条件选择执行某些语句的过程是如何描述的,我们将通过工作任务来进行学习。
【工作任务】
每个父母都关心自己孩子成人后的身高,据有关生理卫生知识与数理统计分析表明,影响小孩成人后身高的因素有遗传、饮食习惯与体育锻炼情况等。小孩成人后的身高与其父母的身高及自身的性别密切相关。
设faheight为其父身高,moheight为其母身高,身高预测公式为:
男性成人时身高=(faheight+moheight)*0.54(cm)
女性成人时身高=(faheight*0.923+moheight)/2(cm)
此外,如果喜爱体育锻炼,那么可增高身高2%;如果有良好的卫生饮食习惯,那么可增加身高1.5%。
【思路指导】
输入:性别(用字符型变量sex存储,输入字母g表示女性,输入字符b表示男性)、父母身高(用实型变量存储,faheight为其父身高,moheight 为其母身高)、是否喜爱体育锻炼(用字符型变量sports存储,输入字符y表示喜爱,输入字符n表示不喜爱)、是否有良好的饮食习惯(用字符型变量diet存储,输入字符y表示喜爱,输入字符N表示不喜爱)。
输出:身高
处理:利用给定公式和身高预测方法对身高进行预测。
判断条件:性别男还是女、是否喜爱体育锻炼、是否有良好的饮食习惯。
【相关知识】
(一)选择结构是怎样的
日常生活中,常常会碰到一些要做选择的事情,我们在程序设计中也是如此,程序执行时常通过条件来决定往下执行的流程,若满足条件执行一个流程,若不满足条件则执行另一个流程,这种结构称为选择结构。
构成选择结构的要素有两个,一个是条件,一个是执行的操作。
选择结构一般有以下3种结构:
1.单分支结构
单分支结构如图4.1所示,当条件成立时,执行语句序列。
图4-1 单分支结构
2.双分支结构
双分支结构如图4.2所示,当条件满足时,执行语句序列1,当条件不成立使执行语句序列2。
图4-2 双分支结构
3.多分支结构
多分支结构如图4.3所示,当满足条件1时,执行语句序列1;当满足条件2时,执行语句序列2;以此类推,当满足条件n时,执行语句n;当给定的条件都不满足时,执行语句n+1。在多个条件中选择一个去执行。
图4-3 多分支结构
(二)解决选择问题的基本步骤和方法
选择结构是结构化程序设计的三种结构之一,也是常用的一种结构,在大多数的程序中都包含有选择结构,一般来说解决这样的问题用以下的方法和步骤:
1. 判断解决的问题是否是选择问题。
2. 若是选择问题,则判断是哪种选择结构类型,是单分支、双分支还是多分支结构。
3. 若是选择问题,确定选择结构,确定选择条件、执行过程与结束过程。
4. 用C语言描述。
(三)条件的描述
描述条件一般是关系表达式或逻辑表达式,统称条件表达式。条件表达式的值为“真”或“假”,在C 语言中有如下规定,“真”用整数1表示,“假”用整数0表示,条件表达式判断的结果非0即真。程序根据条件表达式的结果(真或假)选择执行相应的语句。下面我们分别介绍关系表达式和逻辑表
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